Linux下串口收发通信

Linux下编程的过程有些固定，很多都是比如打开、配置、关闭等等

串口通信流程：打开串口ttySn--->初始化串口--->读写（read、write）--->关闭串口

最合适的指导书：https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-serials/

 

串口设置

       最基本的设置串口包括波特率设置，效验位和停止位设置。

       串口的设置主要是设置 struct termios 结构体的各成员值。

struct termio { unsigned short c_iflag; /* 输入模式标志 */ unsigned short c_oflag; /* 输出模式标志 */ unsigned short c_cflag; /* 控制模式标志*/ unsigned short c_lflag; /* local mode flags */ unsigned char c_line; /* line discipline */ unsigned char c_cc[NCC]; /* control characters */ };

串口控制函数

tcgetattr 取属性(termios结构) tcsetattr 设置属性(termios结构) cfgetispeed 得到输入速度 cfgetospeed 得到输出速度 cfsetispeed 设置输入速度 cfsetospeed 设置输出速度 tcdrain   等待所有输出都被传输 tcflow   挂起传输或接收 tcflush   刷清未决输入和/或输出 tcsendbreak 送BREAK字符 tcgetpgrp 得到前台进程组ID tcsetpgrp 设置前台进程组ID

 

以下代码通过测试

串口.h文件   usart.h

/********************************************************************************* * Copyright: (C) 2018 Yujie * All rights reserved. * * Filename: usart.h * Description: 串口配置 * * Version: 1.0.0(08/27/2018) * Author: yanhuan <yanhuanmini@foxmail.com> * ChangeLog: 1, Release initial version on "08/23/2018 17:28:51 PM" * ********************************************************************************/ #ifndef _USART_H #define _USART_H //串口相关的头文件 #include<stdio.h> /*标准输入输出定义*/ #include<stdlib.h> /*标准函数库定义*/ #include<unistd.h> /*Unix 标准函数定义*/ #include<sys/types.h> #include<sys/stat.h> #include<fcntl.h> /*文件控制定义*/ #include<termios.h> /*PPSIX 终端控制定义*/ #include<errno.h> /*错误号定义*/ #include<string.h> //宏定义 #define FALSE -1 #define TRUE 0 int UART0_Open(int fd,char*port); void UART0_Close(int fd) ; int UART0_Set(int fd,int speed,int flow_ctrl,int databits,int stopbits,int parity); int UART0_Init(int fd, int speed,int flow_ctrl,int databits,int stopbits,int parity) ; int UART0_Recv(int fd, char *rcv_buf,int data_len); int UART0_Send(int fd, char *send_buf,int data_len); #endif

串口.c文件    usart.c

/********************************************************************************* * Copyright: (C) 2018 Yujie * All rights reserved. * * Filename: usart.c * Description: 串口配置 * * Version: 1.0.0(08/27/2018) * Author: yanhuan <yanhuanmini@foxmail.com> * ChangeLog: 1, Release initial version on "08/23/2018 17:28:51 PM" * ********************************************************************************/ #include"usart.h" /******************************************************************* *名称： UART0_Open *功能： 打开串口并返回串口设备文件描述 *入口参数： fd 文件描述符 port 串口号(ttyS0,ttyS1,ttyS2) *出口参数：正确返回为1，错误返回为0 *******************************************************************/ int UART0_Open(int fd,char*port) { fd = open( port, O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY); if (fd< 0) { perror( "Can't Open Serial Port"); return(FALSE); } //恢复串口为阻塞状态 if(fcntl(fd, F_SETFL, 0) < 0) { printf( "fcntl failed!\n"); return(FALSE); } else { printf( "fcntl=%d\n",fcntl(fd, F_SETFL, 0)); } //测试是否为终端设备 if( 0 == isatty(STDIN_FILENO)) { printf( "standard input is not a terminal device\n"); return(FALSE); } else { printf( "isatty success!\n"); } printf( "fd->open=%d\n",fd); return fd; } /******************************************************************* *名称： UART0_Close *功能： 关闭串口并返回串口设备文件描述 *入口参数： fd 文件描述符 port 串口号(ttyS0,ttyS1,ttyS2) *出口参数：void *******************************************************************/ void UART0_Close(int fd) { close(fd); } /******************************************************************* *名称： UART0_Set *功能： 设置串口数据位，停止位和效验位 *入口参数： fd 串口文件描述符 * speed 串口速度 * flow_ctrl 数据流控制 * databits 数据位 取值为 7 或者8 * stopbits 停止位 取值为 1 或者2 * parity 效验类型 取值为N,E,O,,S *出口参数：正确返回为1，错误返回为0 *******************************************************************/ int UART0_Set(int fd,int speed,int flow_ctrl,int databits,int stopbits,int parity) { int i; int status; int speed_arr[] = { B115200, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300}; int name_arr[] = { 115200, 19200, 9600, 4800, 2400, 1200, 300}; struct termios options; /* tcgetattr(fd,&options)得到与fd指向对象的相关参数，并将它们保存于options,该函数还可以测试配置是否正确， 该串口是否可用等。若调用成功，函数返回值为0，若调用失败，函数返回值为1. */ if( tcgetattr( fd,&options) != 0) { perror( "SetupSerial 1"); return(FALSE); } //设置串口输入波特率和输出波特率 for ( i= 0; i < sizeof(speed_arr) / sizeof( int); i++) { if (speed == name_arr[i]) { cfsetispeed(&options, speed_arr[i]); cfsetospeed(&options, speed_arr[i]); } } //修改控制模式，保证程序不会占用串口 options.c_cflag |= CLOCAL; //修改控制模式，使得能够从串口中读取输入数据 options.c_cflag |= CREAD; //设置数据流控制 switch(flow_ctrl) { case 0 : //不使用流控制 options.c_cflag &= ~CRTSCTS; break; case 1 : //使用硬件流控制 options.c_cflag |= CRTSCTS; break; case 2 : //使用软件流控制 options.c_cflag |= IXON | IXOFF | IXANY; break; } //设置数据位 //屏蔽其他标志位 options.c_cflag &= ~CSIZE; switch (databits) { case 5 : options.c_cflag |= CS5; break; case 6 : options.c_cflag |= CS6; break; case 7 : options.c_cflag |= CS7; break; case 8: options.c_cflag |= CS8; break; default: fprintf( stderr, "Unsupported data size\n"); return (FALSE); } //设置校验位 switch (parity) { case 'n': case 'N': //无奇偶校验位。 options.c_cflag &= ~PARENB; options.c_iflag &= ~INPCK; break; case 'o': case 'O': //设置为奇校验 options.c_cflag |= (PARODD | PARENB); options.c_iflag |= INPCK; break; case 'e': case 'E': //设置为偶校验 options.c_cflag |= PARENB; options.c_cflag &= ~PARODD; options.c_iflag |= INPCK; break; case 's': case 'S': //设置为空格 options.c_cflag &= ~PARENB; options.c_cflag &= ~CSTOPB; break; default: fprintf( stderr, "Unsupported parity\n"); return (FALSE); } // 设置停止位 switch (stopbits) { case 1: options.c_cflag &= ~CSTOPB; break; case 2: options.c_cflag |= CSTOPB; break; default: fprintf( stderr, "Unsupported stop bits\n"); return (FALSE); } //修改输出模式，原始数据输出 options.c_oflag &= ~OPOST; options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG); //options.c_lflag &= ~(ISIG | ICANON); //设置等待时间和最小接收字符 options.c_cc[VTIME] = 1; /* 读取一个字符等待1*(1/10)s */ options.c_cc[VMIN] = 1; /* 读取字符的最少个数为1 */ //如果发生数据溢出，接收数据，但是不再读取 刷新收到的数据但是不读 tcflush(fd,TCIFLUSH); //激活配置 (将修改后的termios数据设置到串口中） if (tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) != 0) { perror( "com set error!\n"); return (FALSE); } return (TRUE); } /******************************************************************* *名称： UART0_Init() *功能： 串口初始化 *入口参数： fd 文件描述符 * speed 串口速度 * flow_ctrl 数据流控制 * databits 数据位 取值为 7 或者8 * stopbits 停止位 取值为 1 或者2 * parity 效验类型 取值为N,E,O,,S * *出口参数：正确返回为1，错误返回为0 *******************************************************************/ int UART0_Init(int fd, int speed,int flow_ctrl,int databits,int stopbits,int parity) { int err; //设置串口数据帧格式 if (UART0_Set(fd, 115200, 0, 8, 1, 'N') == FALSE) { return FALSE; } else { return TRUE; } } /******************************************************************* * 名称： UART0_Recv * 功能： 接收串口数据 * 入口参数： fd 文件描述符 * rcv_buf 接收串口中数据存入rcv_buf缓冲区中 * data_len 一帧数据的长度 * 出口参数： 正确返回为1，错误返回为0 *******************************************************************/ int UART0_Recv(int fd, char *rcv_buf,int data_len) { int len,fs_sel; fd_set fs_read; struct timeval time; FD_ZERO(&fs_read); FD_SET(fd,&fs_read); time.tv_sec = 10; time.tv_usec = 0; //使用select实现串口的多路通信 fs_sel = select(fd+ 1,&fs_read, NULL, NULL,&time); printf( "fs_sel = %d\n",fs_sel); if(fs_sel) { len = read(fd,rcv_buf,data_len); return len; } else { return FALSE; } } /******************************************************************** * 名称： UART0_Send * 功能： 发送数据 * 入口参数： fd 文件描述符 * send_buf 存放串口发送数据 * data_len 一帧数据的个数 * 出口参数： 正确返回为1，错误返回为0 *******************************************************************/ int UART0_Send(int fd, char *send_buf,int data_len) { int len = 0; len = write(fd,send_buf,data_len); if (len == data_len ) { printf( "send data is %s\n",send_buf); return len; } else { tcflush(fd,TCOFLUSH); return FALSE; } }

串口测试函数    usart_test.c

/********************************************************************************* * Copyright: (C) 2018 Yujie * All rights reserved. * * Filename: usart_test.c * Description: 串口测试 * * Version: 1.0.0(08/27/2018) * Author: yanhuan <yanhuanmini@foxmail.com> * ChangeLog: 1, Release initial version on "08/23/2018 17:28:51 PM" * ********************************************************************************/ #include "usart.h" #include<stdio.h> /*标准输入输出定义*/ #include<stdlib.h> /*标准函数库定义*/ #include<unistd.h> /*Unix 标准函数定义*/ #include<sys/types.h> #include<sys/stat.h> #include<fcntl.h> /*文件控制定义*/ #include<termios.h> /*PPSIX 终端控制定义*/ #include<errno.h> /*错误号定义*/ #include<string.h> int main(int argc, char **argv) { int fd = -1; //文件描述符，先定义一个与程序无关的值，防止fd为任意值导致程序出bug int err; //返回调用函数的状态 int len; int i; char rcv_buf[ 256]; char send_buf[ 256]; if(argc != 3) { printf( "Usage: %s /dev/ttySn 0 #(send data)\n",argv[ 0]); printf( "Usage: %s /dev/ttySn 1 #1(receive data)\n",argv[ 0]); printf( "open failure : %s\n", strerror(errno)); return FALSE; } fd = UART0_Open(fd,argv[ 1]); //打开串口，返回文件描述符 // fd=open("dev/ttyS1", O_RDWR); //printf("fd= \n",fd); do { err = UART0_Init(fd, 115200, 0, 8, 1, 'N'); printf( "Set Port Exactly!\n"); sleep( 1); } while(FALSE == err || FALSE == fd); if( 0 == strcmp(argv[ 2], "0")) //开发板向pc发送数据的模式 { fgets(send_buf, 256, stdin); //输入内容，最大不超过40字节，fgets能吸收回车符，这样pc收到的数据就能自动换行 for(i = 0;i < 10;i++) { len = UART0_Send(fd,send_buf, 40); if(len > 0) printf( " %d time send %d data successful\n",i,len); else printf( "send data failed!\n"); sleep( 1); } UART0_Close(fd); } else //开发板收到pc发送的数据的模式 { while ( 1) //循环读取数据 { len = UART0_Recv(fd, rcv_buf, sizeof(rcv_buf)); if(len > 0) { rcv_buf[len] = '\0'; printf( "receive data is %s\n",rcv_buf); } else { printf( "cannot receive data\n"); } sleep( 1); } UART0_Close(fd); } }

串口编译   makefile

CC=arm-linux-gcc all: CC *.c -o usart clear: rm usart

程序在开发板上运行，打开对应的串口；另一端接在串口调试助手，打开串口调试助手。

程序可以改进很多，同时读写、select设置非阻塞、数据结构优化等等，等有时间会改进。

 

对于两块开发板之间的通信，可以把程序修改成select同时读写，注意是用pc上的gcc还是arm上的交叉编译，还要注意串口线的RX和TX接线。